通氣發(fā)酵罐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種發(fā)酵罐。更具體地說，本實用新型涉及一種用于好氧菌擴培的通氣發(fā)酵罐。
【背景技術(shù)】
[0002]通氣發(fā)酵罐是好氧生物反應(yīng)器的典型代表，其主要組成部分有殼體、控溫部分、攪拌部分、通氣部分、進出料口、測量系統(tǒng)和附屬系統(tǒng)等。根據(jù)攪拌產(chǎn)生的流體運動的初始方向，可以將攪拌槳分為徑向流攪拌槳和軸向流攪拌槳，徑向流攪拌造成的剪切力大于軸向流攪拌槳，這有利于打碎氣泡，從而增大總括氧傳遞速率常數(shù)，但會對有些細胞產(chǎn)生傷害，徑向流攪拌將流體向外推進，遇反應(yīng)器內(nèi)壁折返，液面還會產(chǎn)生漩渦。因此，徑向流攪拌槳多用于對剪切力不敏感的好氧細菌和酵母的培養(yǎng)。因此，如何結(jié)合徑向流攪拌和軸向流攪拌，以充分發(fā)揮各自的優(yōu)點，適用于好氧菌擴培，是亟需解決的技術(shù)難題。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。
[0004]本實用新型還有一個目的是提供一種通氣發(fā)酵罐，其能夠有效結(jié)合徑向流攪拌和軸向流攪拌，提供好氧菌擴培所需氧，同時又使物料濃度均勻，消除液面漩渦，便于拆卸清洗。
[0005]為了實現(xiàn)根據(jù)本實用新型的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種通氣發(fā)酵罐，包括:
[0006]罐體，其為軸線豎直設(shè)置的類中空圓柱狀結(jié)構(gòu)，所述罐體頂部和底部分別設(shè)有進料口和出料口，所述罐體的底部和頂部還分別設(shè)有進氣口和出氣口，形成空氣流動的回路，所述罐體的外壁套設(shè)有與所述罐體同軸的冷卻管，所述冷卻管的下部和上部分別設(shè)有進液口和出液口，所述進液口和所述出液口相對設(shè)置，形成冷卻介質(zhì)的流動空間；
[0007]pH電極，其下端伸入所述罐體的頂部，所述pH電極的上端通過耐酸堿管路連接有酸堿儲罐；
[0008]攪拌軸，其與所述罐體同軸設(shè)置，所述攪拌軸的上端部伸出所述罐體，并連接有驅(qū)動所述攪拌軸旋轉(zhuǎn)的電機，所述攪拌軸的下端部固定連接有攪拌盤，其為水平設(shè)置的圓盤狀結(jié)構(gòu)，所述攪拌盤沿其切線方向均勻分布有至少三個切線桿，所述攪拌軸位于所述罐體內(nèi)部的部分固定連接有攪拌框，其為中線與所述罐體的軸線重合的長方形結(jié)構(gòu)，所述攪拌框的兩條豎直邊分別設(shè)有螺旋狀葉片，所述攪拌軸位于所述攪拌框內(nèi)部的部分固定連接有攪拌網(wǎng)，其為與所述罐體同軸的橢球形鏤空結(jié)構(gòu)，所述攪拌網(wǎng)包括至少六根弧度一致的不銹鋼絲。
[0009]優(yōu)選的是，所述的通氣發(fā)酵罐，所述罐體的側(cè)壁從上至下均勻分布有多個弧形擋板，其厚度為所述罐體直徑的1/15?1/12，所述弧形擋板與所述螺旋狀葉片不接觸。
[0010]優(yōu)選的是，所述的通氣發(fā)酵罐，所述攪拌盤與所述罐體的直徑比為1: 3?5，所述切線桿與所述罐體的內(nèi)壁不接觸。
[0011]優(yōu)選的是，所述的通氣發(fā)酵罐，所述攪拌框的寬長比為1: 2?3，所述螺旋狀葉片的寬度與所述切線桿的長度的比為1: 2?3。
[0012]優(yōu)選的是，所述的通氣發(fā)酵罐，所述攪拌網(wǎng)包括八根弧度一致的不銹鋼絲，其與所述攪拌軸和所述螺旋狀葉片均不接觸。
[0013]優(yōu)選的是，所述的通氣發(fā)酵罐，所述攪拌軸和所述電機之間設(shè)有變速箱。
[0014]本實用新型至少包括以下有益效果:
[0015]第一、本實用新型的罐體有三個回路，物料進出的回路，冷卻介質(zhì)逆流的回路，以及無菌空氣逆流的回路，實現(xiàn)好氧菌擴培的條件；pH電極對罐體內(nèi)的pH進行檢測和控制，補充酸堿料，以獲得最適合PH ;攪拌軸下端的攪拌盤，切線桿在轉(zhuǎn)動過程攪拌物料，有利于無菌空氣的分布，具有優(yōu)良的氣泡破碎效果，攪拌框?qū)⑽挥诠摅w中部的物料進行攪拌，螺旋狀葉片在旋轉(zhuǎn)過程中引流物料，促進不同高度物料進行混合，攪拌網(wǎng)與物料接觸面積大，使物料出泡碎泡，充分混合，將徑向流攪拌和軸向流攪拌有效結(jié)合；
[0016]第二、弧形擋板與攪拌軸相對應(yīng)，促進罐體內(nèi)流體在各個方向的混合，弧形擋板的厚度是達到消除液面漩渦的最低條件，在罐體中再增加擋板或其它附件時，攪拌功率不再增加；攪拌盤與罐體的直徑比降低徑向流的剪應(yīng)力，同時破碎氣泡；
[0017]第三、攪拌框的寬長比使得軸向、徑向上的物料得到最佳流動，葉片的寬度與切線桿的長度的比使得物料軸向輸送過程落入切線桿所在的徑向范圍；八根不銹鋼絲構(gòu)成鏤空狀攪拌網(wǎng)，增大與物料接觸面積，促進物料流動；變速箱降低電機轉(zhuǎn)速，以達到不同階段對剪應(yīng)力和氧傳遞的不同需求。
[0018]本實用新型的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本實用新型的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0021]應(yīng)當理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
[0022]如圖1所示，本實用新型提供一種通氣發(fā)酵罐，包括:
[0023]罐體1，其為軸線豎直設(shè)置的類中空圓柱狀結(jié)構(gòu)，所述罐體I頂部和底部分別設(shè)有進料口 11和出料口 12，所述罐體I的底部和頂部還分別設(shè)有進氣口 13和出氣口 14，形成空氣流動的回路，所述罐體I的外壁套設(shè)有與所述罐體I同軸的冷卻管2，所述冷卻管2的下部和上部分別設(shè)有進液口 21和出液口 22，所述進液口 21和所述出液口 22相對設(shè)置，形成冷卻介質(zhì)的流動空間；
[0024]pH電極3，其下端伸入所述罐體I的頂部，所述pH電極3的上部上端通過耐酸堿管路連接有酸堿儲罐4 ;
[0025]攪拌軸5，其與所述罐體I同軸設(shè)置，所述攪拌軸5的上端部伸出所述罐體1，并連接有驅(qū)動所述攪拌軸5旋轉(zhuǎn)的電機6，所述攪拌軸5的下端部固定連接有攪拌盤51，其為水平設(shè)置的圓盤狀結(jié)構(gòu)，所述攪拌盤